微網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行及控制策略

徐敦彬　郝威　王永力　袁光偉

摘 要

近年來，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使化石能源消耗嚴(yán)重，對社會環(huán)境造成了很大程度上的影響。但是社會生產(chǎn)與人們消耗需要更多的電力需求，所以，社會必須要充分地利用清潔和再生能源，分布式發(fā)電技術(shù)需要在社會上得到廣泛地利用，保障電網(wǎng)順利運(yùn)行。但是分布式發(fā)電具有復(fù)雜性、多樣性以及不穩(wěn)定性的特點，必須要對微網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】微網(wǎng)多目標(biāo) 優(yōu)化運(yùn)行 控制策略

太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前發(fā)展較為迅速的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。因為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源的大量消耗使得能源稀缺，并且造成對環(huán)境的嚴(yán)重影響。所以，社會要充分地挖掘更加清潔環(huán)保的綠色能源，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，所以，分布式發(fā)電受到了社會的廣泛應(yīng)用，微網(wǎng)接入大電網(wǎng)并網(wǎng)中，支撐大電網(wǎng)正常運(yùn)行，使得分布式發(fā)電功能系統(tǒng)的效能得到有效的利用。

1 微網(wǎng)發(fā)展概況

在分布式發(fā)電供電系統(tǒng)中，主要以微網(wǎng)的形式接入大電網(wǎng)并順利運(yùn)行，與大電網(wǎng)互相支撐，能有效地發(fā)揮分布式發(fā)電功能系統(tǒng)的功能。分布式發(fā)電其中最重要的形式是微網(wǎng)，它是將一定區(qū)域內(nèi)較分散的小型發(fā)電源進(jìn)行組織形成一個微型的網(wǎng)絡(luò)，供本地區(qū)符合冷、熱等。通過這樣的方式，微網(wǎng)可以與配電網(wǎng)以及大型電力網(wǎng)進(jìn)行并聯(lián)，從而形成一個大型的電網(wǎng)與小型電網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行的系統(tǒng)，可以獨立地為當(dāng)?shù)氐牡貐^(qū)符合供電。這樣的模式靈活高效，提高了供電的可靠性，另外，微網(wǎng)通過單點接入電網(wǎng)中，能有效地減少大量小功率分布式電源接入電網(wǎng)后造成對傳統(tǒng)電網(wǎng)的影響。與此同時，微網(wǎng)能將不同類型的小型發(fā)電源進(jìn)行重新組合并供電，使得小型電源擁有更高的利用效率。

2 微網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行及控制策略

2.1 微網(wǎng)環(huán)保經(jīng)濟(jì)目標(biāo)

在社會發(fā)展過程中要充分地利用各地的清潔以及可再生能源，向用電“用戶”提供更多的綠色電力，實現(xiàn)我國的節(jié)能減排目標(biāo)。但是要在滿足符合需求的情況下，對各臺分布式電源進(jìn)行合理地安排，結(jié)合微網(wǎng)的發(fā)電成本以及排放成本等因素考慮，從而實現(xiàn)微網(wǎng)的環(huán)保經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度是電力市場穩(wěn)定的重要因素之一，為實現(xiàn)各發(fā)電企業(yè)間的公平競爭等，實行經(jīng)濟(jì)調(diào)度，對調(diào)度的方案與原則要進(jìn)行模型化。經(jīng)濟(jì)調(diào)度要考慮降低發(fā)電的成本，考慮購電的費用以及有害氣體的排放量等多個方面。所以，當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)電力企業(yè)要歲多個目標(biāo)情況下的日負(fù)荷分配情況進(jìn)行考慮，以當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況為基礎(chǔ)，對各個目標(biāo)進(jìn)行動態(tài)的調(diào)整，最終達(dá)到資源與設(shè)備間的最佳組合，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 微網(wǎng)低碳電力調(diào)度目標(biāo)

目前，全球正在變暖，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是符合現(xiàn)代社會發(fā)展需要的。低碳經(jīng)濟(jì)的主要模式是實現(xiàn)低能耗、低污染以及低排放量，主要達(dá)到高效使用能源，促進(jìn)清潔能源開發(fā)的作用。而二氧化碳的主要排放量來自于能源部門，特別是電力行業(yè)每年會排放大量的二氧化碳?xì)怏w。所以，在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的時代背景下，電力行業(yè)要積極響應(yīng)號召，積極發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，使得能源的轉(zhuǎn)換與利用效率提高，從而減少二氧化碳的釋放，對節(jié)配電網(wǎng)輸入的功率和微網(wǎng)中分布式發(fā)電的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)功率間的平衡，最終實現(xiàn)微網(wǎng)的多目標(biāo)低碳電力目標(biāo)。主要方式是考慮機(jī)組混合燃料、聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在環(huán)保限制的情況下如何進(jìn)行有效的組合，將建設(shè)成本與燃料成本最小化作為目標(biāo)函數(shù)，最終得到減少污染氣體排放的長期發(fā)展方案。同時根據(jù)各個地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、發(fā)電的成本以及污染排放的具體情況對其權(quán)數(shù)進(jìn)行計算，根據(jù)電網(wǎng)分區(qū)的相關(guān)原則，優(yōu)化各個地區(qū)的分布式發(fā)電網(wǎng)。

2.3 微網(wǎng)環(huán)流抑制策略的相關(guān)研究

為進(jìn)一步提搞微網(wǎng)系統(tǒng)容量的可靠程度，可以采用多臺分布式發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。因為輸出電壓、頻率以及相應(yīng)的參數(shù)會有差異，運(yùn)行過程中產(chǎn)生的較大環(huán)流會損壞逆變器，所以，要采取相應(yīng)的措施對環(huán)流進(jìn)行控制。對諧波環(huán)流產(chǎn)生的原因進(jìn)行研究與分析，建立防擾動的逆變器模型。通過對電壓的單壞，電壓電流雙環(huán)控制的比較，能清楚地發(fā)現(xiàn)波形控制效果較好的瞬時值反饋控制對諧波性具有更好的抑制效果。

3 結(jié)語

綜上所述，社會對分布式發(fā)電的利用越來越廣泛，但是分布式電網(wǎng)受環(huán)境以及日照、風(fēng)力影響比較大，輸出的功率具有隨機(jī)性。所以，要促進(jìn)微網(wǎng)的環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需要在滿足符合需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理有效的輸出，從而使得整個微網(wǎng)發(fā)電的成本、排放成本以及總的成本降低。從各個方面促進(jìn)微網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行，實現(xiàn)微網(wǎng)環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)、微網(wǎng)低碳電力調(diào)度目標(biāo)以及環(huán)流抑制狀況。最終促使社會電力使用得到有效保障。

參考文獻(xiàn)

[1]艾欣，崔明勇，雷之力.電力系統(tǒng)連鎖故障研究綜述[J].華北電力大學(xué)學(xué)報，2014，45（02）：36-42.

[2]崔明勇，艾欣，雷之力.抑制多臺分布式發(fā)電單元自治微網(wǎng)環(huán)流的主從控制策略[J].電網(wǎng)技術(shù)，2014，35（04）：143-145.

[3]艾欣，雷之力，崔明勇.微電網(wǎng)諧波諧振的模態(tài)檢測法研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2015，25（03）：96-101.

作者簡介

徐敦彬（1974-），男，碩士學(xué)位?，F(xiàn)為國網(wǎng)江蘇省電力公司徐州供電公司高級工程師，主要從事電網(wǎng)調(diào)度管理工作。

郝威（1977-），男，大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為國網(wǎng)江蘇省電力公司徐州供電公司高級工程師，主要從事電網(wǎng)調(diào)度管理工作。

王永力（1971-），男，大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為國網(wǎng)江蘇省電力公司徐州供電公司工程師，主要從事電網(wǎng)調(diào)度工作。

袁光偉（1987-），男，碩士學(xué)位?，F(xiàn)為國網(wǎng)江蘇省電力公司徐州供電公司工程師，主要從事電網(wǎng)調(diào)度工作。

作者單位

國網(wǎng)江蘇省電力公司徐州供電公司 江蘇省徐州市 221005